《自由落体运动》PPT课件.ppt

自由落体运动自由落体运动第二章 匀变速直线运动的研究 生活中的下落现象历史的争论•不信咱俩去比萨斜塔做实验n 你不对n我说的对•去就去，谁怕谁呀！世界著名的比萨斜塔实验证明重的铁球和轻的铁球下落快慢相同结论结论: 物体下落快慢物体下落快慢与轻重无关与轻重无关        二二千千多多年年前前，，古古希希腊腊哲哲学学家家亚亚里里士士多多德德提提出出：：轻轻重重不不同同的的物物体体下下落落时时，，重重的的物物体体下下落落得得快快，，轻轻的的物物体体下下落落得得慢慢这个观点是否正确呢？这个观点是否正确呢？ 演演示示1　　在在同同一一高高度度同同时时释释放放一一支支粉粉笔笔头头（（或或一一枚枚硬硬币）和一张纸片，请观察物体是否同时落地币）和一张纸片，请观察物体是否同时落地 演演示示2　　把把纸纸片片揉揉成成纸纸团团，，重重复复以以上上实实验验，，请请观观察察物物体是否同时落地体是否同时落地        为为什什么么有有时时重重的的物物体体下下落落得得快快，，有有时时轻轻重重不不同同的的物物体体下落得快慢几乎一样？下落得快慢几乎一样？        一、问题提出一、问题提出上一页下一页退 出目 录①①石头与纸片分别从同一高度由静止开始同时下落石头与纸片分别从同一高度由静止开始同时下落②②取两张相同纸，一张揉成一团，两者也分别从同一高度取两张相同纸，一张揉成一团，两者也分别从同一高度由静止同时下落由静止同时下落③③取半张纸与一张纸，半张的揉成一团，两者也分别从同取半张纸与一张纸，半张的揉成一团，两者也分别从同一高度由静止同时下落一高度由静止同时下落石头先着地石头先着地揉成团的先着地揉成团的先着地半张的先着地半张的先着地结论：重的物体下落快结论：重的物体下落快结论：轻重一样的物体下落快慢不一样结论：轻重一样的物体下落快慢不一样结论：轻的物体下落快结论：轻的物体下落快亚里斯多德（亚里斯多德（Aristole）的观点）的观点总结：物体下落快慢不是由它的重量决定的。

总结：物体下落快慢不是由它的重量决定的伽利略(Galileo)的观点不同的物体，下落的快慢是否相同？不同的物体，下落的快慢是否相同？【演示实验】【演示实验】【结论】在没有空气阻力的情况下，物体下落【结论】在没有空气阻力的情况下，物体下落的快慢相同的快慢相同1．．空气阻力是影响物体下落快慢的重要因素空气阻力是影响物体下落快慢的重要因素.2．．在没有空气阻力时，在同一地方任何物体在没有空气阻力时，在同一地方任何物体自由下落的运动情况相同．自由下落的运动情况相同．  ⑴定义定义：物体只在重力作用下从静止开始下落的运动，物体只在重力作用下从静止开始下落的运动，                           叫做自由落体运动叫做自由落体运动⑵⑵条件：条件：（（1）静止即）静止即V0=0（（2）只受）只受重力重力，若受到空气阻力，当，若受到空气阻力，当f空空 « G的情况，的情况， 当作自由落体运动当作自由落体运动所以自由落体运动是所以自由落体运动是一种理想运动一种理想运动自由落体运动自由落体运动自由落体会是一个怎样的运动？自由落体会是一个怎样的运动？直线运动特征—加速?匀匀加速?运动轨迹运动轨迹——探究：自由落体运动的运动性质 频闪时间间隔为频闪时间间隔为1/60 s1/60 s⑶性质性质：自由落体运动是初速度为零的匀加速自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。

直线运动（（4）自由落体加速度）自由落体加速度①①在同一地点，一切物体的自由落体运动加速度都相同在同一地点，一切物体的自由落体运动加速度都相同这个加速度就叫做这个加速度就叫做自由落体加速度自由落体加速度，也叫，也叫重力加速度重力加速度，，通常用通常用g来表示②②重力加速度重力加速度g(自由落体加速度自由落体加速度)a．．方向总是方向总是竖直向下竖直向下的b．大小：．大小：m/s2 ，粗略计算可用，粗略计算可用g=10m/s2c．．g随纬度的增加而增大随纬度的增加而增大 （赤道（赤道g最小，两极最小，两极g最大最大)      g随高度的增加而减小随高度的增加而减小不同地点的重力加速度不同地点的重力加速度g g的值的值: :地点地点纬度纬度重力加速度重力加速度赤道赤道0°0°9.7809.780广州广州23°06'23°06'9.7889.788武汉武汉30°12'30°12'9.7949.794上海上海31°06'31°06'9.7949.794东京东京35°43'35°43'9.7989.798北京北京39°56'39°56'9.8019.801纽约纽约40°40'40°40'9.8039.803莫斯科莫斯科55°45'55°45'9.8169.816北极北极90°90°9.8329.832 虽然在不同地点加速度虽然在不同地点加速度g g值略有不同，但通常的计算中值略有不同，但通常的计算中一般都取一般都取2，，在粗略的计算中还可以取在粗略的计算中还可以取g=10m/s2。

重力加速度的数值可以通过实验加以测定目前测重重力加速度的数值可以通过实验加以测定目前测重力加速度的方法比较多，中学阶段一般用单摆进行测量力加速度的方法比较多，中学阶段一般用单摆进行测量 (5)规规律律：：用用 v0=0，，a = g，，x=h替替代代前前面面的的匀匀变变速速直线运动的常用公式，则其运动规律可表示为直线运动的常用公式，则其运动规律可表示为:匀变速直线运动的特殊规律在此也同样适用．匀变速直线运动的特殊规律在此也同样适用．v = g th = gt2/2v²= 2ghv=v0+atx=v0t+at2/2v2-v02=2ax自由落体运动的应用（一）测高度测高度比如测一口井的深度比如测一口井的深度,测楼房的高度等等测楼房的高度等等.解：由题意物体做自由落体运动，解：由题意物体做自由落体运动，t=2s，，g取取2所以所以例、为了测出井口到井里水面的深度，让一个小石块从例、为了测出井口到井里水面的深度，让一个小石块从井口落下，经过井口落下，经过2s后听到石块落到水面的声音求井口后听到石块落到水面的声音求井口到水面的大约深度（不考虑声音传播所用的时间）到水面的大约深度（不考虑声音传播所用的时间）。

自由落体运动的应用（二）测反应测反应时间时间人从发现情况到做人从发现情况到做出反应所需的时间叫反应时间出反应所需的时间叫反应时间自由落体运动的应用（三）自由落体运动的应用（三）估测照相机估测照相机的曝光时间的曝光时间例例1 1．下列说法正确的是（．下列说法正确的是（  )  )　　　　 A A．物体竖直向下的运动是自由落体运动．物体竖直向下的运动是自由落体运动　　　　 B B．自由落体运动是初速度为零，加速度．自由落体运动是初速度为零，加速度 为为g g的竖直的竖直 向下的匀加速运动向下的匀加速运动　　　　 C C．物体只在重力作用下从静止开始的下落．物体只在重力作用下从静止开始的下落 运动叫自由落体运动运动叫自由落体运动　　　　 D D．当空气阻力的作用比较小，可以忽略不计时，．当空气阻力的作用比较小，可以忽略不计时， 物体自由下落可视为自由落体运动物体自由下落可视为自由落体运动BCD例例2 2．关于重力加速度下面四种说法正确的是（．关于重力加速度下面四种说法正确的是（ ））　　　　 A A．重力加速度表示自由下落的物体运动的快慢．重力加速度表示自由下落的物体运动的快慢　　　　 B B．重力加速度表示自由下落物体运动速．重力加速度表示自由下落物体运动速 度变化的大小度变化的大小　　　　 C C．重力加速度表示自由下落物体运动速度．重力加速度表示自由下落物体运动速度 变化的快慢变化的快慢　　　　 D D．轻、重物体的重力加速度不同．轻、重物体的重力加速度不同C【总结与归纳】①①什么叫自由落体运动？自由落体运动的什么叫自由落体运动？自由落体运动的 条件是什条件是什么？么？物体只在重力作用下从静止开始下落的运动，物体只在重力作用下从静止开始下落的运动， 叫做自由落体运动。

叫做自由落体运动②②自由落体运动的性质？自由落体运动的性质？自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动③③重力加速度的大小和方向如何？重力加速度的大小和方向如何？大小：大小：2 方向：竖直向下方向：竖直向下④④如何用匀变速直线运动的规律解自由落体问题？如何用匀变速直线运动的规律解自由落体问题？ v = g th = 1/2gt2v²= 2gh        【【例例1】】雨雨滴滴通通常常从从 1 500 m 左左右右的的高高度度落落下下，，如如果果没没有有空空气气阻阻力力，，问问经经过过多多长长时时间间落落到到地地面面？？它它落落到到地地面面时时的的速度是多少？速度是多少？        雨滴落地时的速度为雨滴落地时的速度为        解：解：如果没有空气阻力，雨滴下落的运动可以看成自如果没有空气阻力，雨滴下落的运动可以看成自由落体运动，由公式由落体运动，由公式                 得得      讨讨论论：：实实际际上上雨雨滴滴落落到到地地面面的的速速度度不不超超过过8 m/s，，说说明明物物体体从从很很高高的的地地方方下下落落时时，，空空气气阻阻力力是是不不可可忽忽略略的的，，有有时时空气阻力可以大到等于物体的重力。

空气阻力可以大到等于物体的重力上一页下一页退 出目 录        【【例例2】】如如图图所所示示，，一一个个小小钢钢球球做做自自由由落落体体运运动动测测得得小小钢钢球球经经过过 A点点时时的的速速度度是是 2.42 m/s，，经经过过 B 点点时时的的速速度度是是 4.64 m/s，， 所所用用时时间间是是0. 226 s，，求求此此地地的的重重力力加加速速度度和和AB 间的距离间的距离        解：解：因为自由落体是匀加速直线运动，所以因为自由落体是匀加速直线运动，所以AB上一页下一页退 出目 录        1.  在某地让一个小球从在某地让一个小球从 17.7 m 高的地方自由下落，高的地方自由下落，测得小球下落到地面处所用的时间是测得小球下落到地面处所用的时间是1.9 s，求此地的重力，求此地的重力加速度和加速度和1.9 s 末的速度末的速度        小球在小球在1.9 s 末的速度为末的速度为        解：解：由公式由公式                 得得 练练 习习上一页下一页退 出目 录例例1 1、、从离地从离地500m500m的空中自由落下一个小球，取的空中自由落下一个小球，取g=10m/sg=10m/s2 2求：　求：　（（1 1）经过多少时间落到地面；）经过多少时间落到地面；（（2 2）从开始落下时刻起，在第）从开始落下时刻起，在第1s1s内的位移、最后内的位移、最后1s1s内的位移内的位移； （（3 3）落下一半时间的位移。

落下一半时间的位移 由由h=500mh=500m和运动时间，根据位移公式可直接算出和运动时间，根据位移公式可直接算出落地时间、第落地时间、第1s1s内位移和落下一半时间的位移最后内位移和落下一半时间的位移最后1s1s内内的位移是下落总位移和前（的位移是下落总位移和前（n-1n-1））s s下落位移之差下落位移之差 分析：分析：（（1 1）由公式：）由公式：h= gth= gt2 2，得落地时间：，得落地时间： （（2 2）第）第1s1s内的位移：内的位移：h h1 1= gt= gt1 12 2= ×10×1= ×10×12 2=5m=5m 因为前因为前9s9s内的位移为：内的位移为：h h2 2= gt= gt2 22 2= ×10×9= ×10×92 2=405m=405m解解：：所以最后所以最后1s1s内的位移为：内的位移为：h h1010=h-h=h-h9 9=500m-405m=95m=500m-405m=95m（（3 3）落下一半时间即）落下一半时间即t'=5st'=5s，其位移为：，其位移为：h h5 5= ×10×5= ×10×52 2=125m=125m例例2 2、、从某一高塔自由落下一石子，落地前从某一高塔自由落下一石子，落地前最后一秒下落的高度为塔高的最后一秒下落的高度为塔高的7/167/16，求塔高。

求塔高 分析：分析：石子的下落可以近似看作自由落体石子的下落可以近似看作自由落体运动，因此可以自由落体运动的规律来求解运动，因此可以自由落体运动的规律来求解本问题本问题 解法一：解法一：画出石子的运动草图设石下落的画出石子的运动草图设石下落的总时间为总时间为t t，塔高为，塔高为H H，则下落距离为塔高的，则下落距离为塔高的9/169/16时经过时间（时经过时间（t-1t-1），根据自由落体运动），根据自由落体运动的位移公式：的位移公式： 　　解解①①、、②②两式得：两式得：t=4s　　 H=80m……②②H = gt2……①①　　解法二：解法二：设石子落地前最后一秒的设石子落地前最后一秒的初速度为初速度为V，， 则落体瞬间的速度为则落体瞬间的速度为V+g　　根据推论：　　根据推论：Vt2-V02=2as　　 有：有：　　　　(V+g)2-V2 = 2g H ……①①　　　　(V+g)2 = 2gH ……②②　　解　　解①①、、②②得：得：V=30m/s，，H=80m 例例2 2、、从某一高塔自由落下一石子，落地前最从某一高塔自由落下一石子，落地前最后一秒下落的高度为塔高的后一秒下落的高度为塔高的7/167/16，求塔高。

求塔高例例2 2、、从某一高塔自由落下一石子，落地前从某一高塔自由落下一石子，落地前最后一秒下落的高度为塔高的最后一秒下落的高度为塔高的7/167/16，求塔高解法三：解法三：画出物体做自由落体运动的画出物体做自由落体运动的图象，如图所示，三角形图象，如图所示，三角形OMNOMN的面积表面的面积表面石子在前石子在前t-1t-1秒内下降的高度大三角形秒内下降的高度大三角形的面积表示塔高根据面积比等于相似的面积表示塔高根据面积比等于相似比的平方，应有：比的平方，应有：得t=4s 再根据：H= gt2　 得：H=80m 比较以上三种解法，解法一利用了自由落体运动比较以上三种解法，解法一利用了自由落体运动初速度为零的特点，比较简明，图象法也比较直观初速度为零的特点，比较简明，图象法也比较直观练练习习 1 1、、甲物体的重力是乙物体的甲物体的重力是乙物体的3 3倍，它们在同一高度处同倍，它们在同一高度处同时自由下落，则下列说法中正确的是时自由下落，则下列说法中正确的是[ [　　　　] ]　　　　A A、甲比乙先着地　、甲比乙先着地　 　　　　B B、甲比乙的加速度大　、甲比乙的加速度大　 　　 C C、甲、乙同时着地　、甲、乙同时着地　 　　D D、无法确定谁先差地、无法确定谁先差地  2 2、、甲物体的质量比乙物体大甲物体的质量比乙物体大5 5倍，甲从倍，甲从H H高处自由落下，乙高处自由落下，乙从从2H2H高处与甲物体同时自由落下，在它们落地之前，下列说法中高处与甲物体同时自由落下，在它们落地之前，下列说法中正确的是正确的是[ [　　　　] ]　　　　A A、两物体下落过程中，在同一时刻甲的速度比乙的速度大、两物体下落过程中，在同一时刻甲的速度比乙的速度大　　　　B B、下落、下落1s1s末，它们的速度相同末，它们的速度相同　　　　C C、各自下落、各自下落1m1m时，它们的速度相同时，它们的速度相同　　　　D D、下落过程中甲的加速度比乙的加速度大、下落过程中甲的加速度比乙的加速度大 　　 3 3、、从某高处释放一粒小石子，经过从某高处释放一粒小石子，经过1s1s从同一地点再释放另从同一地点再释放另一粒小石子，则在它们落地之前，两粒石子间的距离将一粒小石子，则在它们落地之前，两粒石子间的距离将[ [　　　　] ]　　 A A、保持不变、保持不变 B B、不断增大、不断增大C C 、不断减小、不断减小 D D、有时增大，有时减小、有时增大，有时减小4、、甲、乙两物体分别从甲、乙两物体分别从10m10m和和20m20m高处同时自由落下，不计高处同时自由落下，不计空气阻力，下面描述正确的是空气阻力，下面描述正确的是[ [　　　　] ]　　　　A A、落地时甲的速度是乙的、落地时甲的速度是乙的1/21/2　　　　B B、落地的时间甲是乙的、落地的时间甲是乙的2 2倍倍　　　　C C、下落、下落1s1s时甲的速度与乙的速度相同时甲的速度与乙的速度相同　　　　D D、甲、乙两物体在最后、甲、乙两物体在最后1s1s内下落的高度相等内下落的高度相等 5、、自由下落的物体在头自由下落的物体在头tsts内，头内，头2ts2ts内和头内和头3ts3ts内下落的高内下落的高度之比是度之比是________________；在第；在第1 1个个tsts内、第内、第2 2个个tsts内、第内、第3 3个个tsts内内下落的高度之比又是下落的高度之比又是______________。

6 6、、物体从高物体从高270m270m处自由下落，把它运动的总时间分成相处自由下落，把它运动的总时间分成相等的等的3 3段，则这段，则这3 3段时间内下落的高度分别为段时间内下落的高度分别为_______m_______m、、__________m__________m和和___________m___________m；若把下落的总高度分成相；若把下落的总高度分成相等的三段，则物体依次下落这等的三段，则物体依次下落这3 3段高度所用的时间之比为段高度所用的时间之比为______________________ 7 7、、一物体从一物体从45m45m高处自由下落，在最后高处自由下落，在最后1s1s通过的通过的高度是高度是___________m___________m，最后，最后1s1s的初速度是的初速度是___________m/s___________m/s，最后，最后1s1s内的平均速度是内的平均速度是___________m/s___________m/s 8 8、、屋檐定时滴出水滴，当第屋檐定时滴出水滴，当第5 5滴正欲滴下时，第滴正欲滴下时，第1 1滴已刚好到达地面，而第滴已刚好到达地面，而第3 3滴与第滴与第2 2滴正分别位于滴正分别位于高高1m1m的窗户的上、下沿，问：的窗户的上、下沿，问：　　（　　（1 1）此屋檐离地面多少？）此屋檐离地面多少？ （（2 2）滴水的时间间隔是多少？）滴水的时间间隔是多少？ 1、C　 2、BC　 3、B　 4、C　 5、1:4:9　 1:3:5　6、30、90、150、1:( -1):( )7、25，20，25　 8、， 。